Tiếp cận và ứng dụng công nghệ mới
Trước thực trạng cống dưới đê nhiều năm trước bị hư hỏng, thấm nước mà Việt Nam chưa tìm được cách khắc phục, tác giả Nguyễn Quốc Dũng, Viện trưởng Viện Thủy công cùng các cộng sự (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam) sau nhiều năm tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ Jet-grouting từ nước ngoài mong muốn khắc phục tình trạng trên và đã thành công. Nhưng việc chống thấm cho cống dưới đê, nhất là cống nằm trên địa chất phức tạp là vấn đề quan trọng nhằm bảo đảm đê điều mùa lũ. Giải pháp từ trước đến nay nhiều địa phương thường sử dụng là: Sử dụng cừ thép, cừ gỗ hoặc cừ bê-tông cốt thép... đóng cắt qua tầm thấm nước; kéo dài đường viền thấm ở thượng lưu; khoan phụt xi-măng sét. Cách làm mới kể trên không có hiệu quả vì địa chất nền đê phần lớn là cát mịn, phải xử lý, thi công trong điều kiện khó khăn, tốn kém và nhiều nơi phải làm đi làm lại. Quá trình tiếp cận công nghệ Jet-grouting là một sự cố gắng của nhóm nghiên cứu. Xuất phát từ mục tiêu trên, nhóm đề tài đã phân tích các công nghệ hiện có ở Việt Nam và nhận thấy không có công nghệ nào đáp ứng yêu cầu đặt ra.
Thông qua mạng in-tơ-nét, nhóm nghiên cứu đã tiếp cận công nghệ Jet-grouting xuất hiện trên thế giới năm 1980 tại Nhật Bản. Tuy nhiên, để thực hiện được nhiệm vụ của đề tài, nhóm nghiên cứu đã gặp không ít khó khăn. Viện trưởng Viện Thủy công Nguyễn Quốc Dũng, chủ nhiệm đề tài "Ứng dụng công nghệ Jet-grouting để sửa chữa chống thấm cho cống dưới đê" cho biết: Qua mạng in-tơ-nét, hiểu được sơ bộ nguyên lý công nghệ, nhưng về chi tiết thì gặp nhiều khó khăn. Ðây là một công nghệ mới cho nên các tài liệu tham khảo hạn chế, mặt khác nước ngoài cũng chưa phổ biến công nghệ này một cách rộng rãi. Ðề tài nhận được sự giúp đỡ của Hãng YBM (Nhật Bản), một hãng chuyên sản xuất các thiết bị bơm cao áp, các máy khoan phục vụ khai thác mỏ. Bằng kinh phí đề tài, tác giả và hai cộng sự của Viện Thủy công sang Nhật Bản tìm hiểu, học hỏi kinh nghiệm nhưng chỉ được tham quan bên ngoài. Tuy nhiên, chuyến đi đó họ thu thập được những tài liệu quý cho công việc sau này. Về nước, nhóm đề tài thuyết phục một công ty TNHH và mua được dây chuyền thiết bị trị giá gần một tỷ đồng ở Nhật Bản. Có được thiết bị nhưng làm chủ thiết bị thi công lại là cả một quá trình gian khổ. Sau ba tháng đọc sách và làm thử nghiệm thiết bị vẫn không thành công. Hãng YBM cảm kích trước sự nhiệt tình của các kỹ sư Việt Nam cho nên đã cử chuyên gia cao cấp sang hướng dẫn cụ thể. Sau đợt hướng dẫn của chuyên gia, nhóm đề tài mới thật sự làm chủ được công nghệ.
Lợi ích kinh tế của đề tài
Từ hai công trình thử nghiệm đầu tiên của đề tài là hai cống dưới đê ở Hà Nam và Nghệ An năm 2004, đến nay nhóm đề tài thực hiện thành công hàng trăm công trình ở nhiều tỉnh, thành phố, mang lại giá trị kinh tế cao. Hiện công nghệ Jet - grouting áp dụng phổ biến ở những công trình lớn, như: Chống thấm cho công trình thủy lợi đê quai thủy điện (Sơn La), đập Ðá Bạc (Hà Tĩnh), cống sông Cui ở Long An; xử lý nền đất yếu ở Nhà máy xi-măng Vinakansai (Ninh Bình); ổn định bờ kè vùng đất yếu ở Nhà máy đóng tàu Aker - Yard (Vũng Tàu); chống sự cố sụt đất cho các nhà liền kề khi xây dựng tầng hầm cho nhà cao tầng, đề tài đã ứng dụng được ở tòa nhà Vinafood (Ngô Quyền - Hà Nội). Cống tiêu D10 thuộc hệ thống thủy nông đầu tiên thực hiện tại Hà Nam năm 2004 là một minh chứng cho sự thành công của đề tài. Nói về cống tiêu D10, tác giả Nguyễn Quốc Dũng cho hay: Trước khi ứng dụng công nghệ Jet - grouting, móng cống D10 nằm trên lớp cát bụi dày 5 m. Mùa lũ năm 2002, khi đưa vào vận hành xảy ra sự cố mạch sủi. Khi đó tỉnh Hà Nam cho sửa chữa bằng khoan phụt xi-măng sét nhưng không thành công. Sau đó đến mùa lũ tỉnh phải cử hàng trăm thanh niên bê bao cát che chắn và túc trực trên đê. Năm 2004, cống D10 sửa chữa lần hai bằng công nghệ khoan phụt xi-măng sét nhưng vẫn có hiện tượng bị đùn sủi đen và chuyện vỡ đê có thể vẫn xảy ra. Trước tình hình đó, tỉnh Hà Nam trực tiếp liên hệ với Viện Thủy công giúp đỡ. Phương án sửa chữa mà Viện Thủy công tiến hành ở Hà Nam bằng công nghệ Jet - grouting nhằm tạo ra tường chống thấm bằng xi-măng đất nằm dưới bản đáy cống cắt qua lớp cát bụi mà không ảnh hưởng kết cấu cống. Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực. Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước cộng xi-măng) với áp lực khoảng 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất. Với lực xung kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực... sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi được sắp xếp lại theo một tỷ lệ có quy luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt. Sau khi vữa cứng lại sẽ thành cột xi-măng đất.
Kinh phí thực hiện công trình cống D10 khi đó là 210 triệu đồng, giảm 130 triệu đồng so với kinh phí những lần sửa chữa trước đây. Trong khi đó thời gian thi công cống D10 mất 15 ngày, còn những lần sửa chữa trước mất hơn hai tháng.
Qua theo dõi, mùa lũ từ năm 2005 đến nay không còn hiện tượng đùn sủi. Thành công của đề tài được địa phương và Hội đồng khoa học các cấp đánh giá cao. Khi công nghệ được ứng dụng thành công vào thực tiễn đã thuyết phục các chủ đầu tư, các tỉnh ứng dụng công nghệ mới vào sau khi đề tài được Nhà nước công nhận. Năm 2008, doanh thu thực hiện đề tài của Viện Thủy công đạt hơn 30 tỷ đồng. Ðến nay những ứng dụng công nghệ chống thấm mà Viện Thủy công thi công không chỉ dừng lại chống thấm cho cống dưới đê mà nhiều công trình thủy lợi nói chung, như: Ðập đất, cống vùng triều, trạm bơm xây dựng vùng cát chảy; công trình xây dựng (giải pháp chống sập vách khi làm cọc Barret cho tầng hầm, cao ốc...); công trình giao thông (đường ngầm đô thị, kè bờ, mố cầu vùng đất yếu).
Còn với việc chống thấm cho cống vùng triều ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, Viện Thủy công thường thi công trong điều kiện rất khó khăn, vất vả. Cống vùng triều có dạng cống - cầu kết hợp, gồm hai cửa mỗi cửa rộng tám mét; chống thấm bằng cừ thép. Do thi công không tốt nên cừ bị hở, dòng thấm qua đáy cửa rất mạnh. Nhiều địa phương đã tìm nhiều biện pháp để lấp bịt nhưng không giải quyết được.
Ðể giải quyết, Viện tìm cách bịt tạm thời lỗ rò, sau đó dùng thợ lặn moi hết đá hộc đã đổ xuống trước đây. Dùng cát chở bằng xà-lan đổ bù vào hố vừa đào (tổng cộng dùng hết bốn xà-lan cát). San cát cho phẳng, bằng đáy cống, rải lên đó một lớp vải bạt dứa, tiếp theo xếp các bao tải cát đè lên lớp bạt để làm tầng phản áp. Các công việc trên phải dùng thợ lặn làm việc dưới độ sâu năm mét nước. Ðặt máy trên sàn đạo bắc qua các trụ pin (cách mặt nước hai mét), qua lớp nước năm mét, khoan xuyên qua lớp bạt dứa, xuống tiếp 10 m và bắt đầu phụt. Khi mũi khoan lên gần mặt đáy thì pha phụ gia đóng rắn nhanh vào vữa để tránh hiện tượng dòng thấm phá vỡ xi-măng đất trước khi nó đông kết. Sau khi làm xong phía thượng lưu thì đã chấm dứt được rò nước, nhưng vẫn quyết định làm cả phía hạ lưu. Trung bình thời gian thi công những cống vùng triều như thế này khoảng hai tháng. Ðây là thành công có ý nghĩa thực tiễn, vì ngoài Jet-grouting hiện không có cách nào giải quyết được những hiện tượng hư hỏng kiểu này mà không phải bơm khô, tát cạn.
Việc ứng dụng công nghệ mới từ nước ngoài vào thực tiễn Việt Nam giúp chúng ta rút ngắn thời gian nghiên cứu, kịp thời giải quyết các vấn đề bức xúc trong sản xuất. Ðể làm tốt vấn đề này, người nghiên cứu phải tiếp cận được các công nghệ tiên tiến để chuyển giao. Quá trình đó đòi hỏi người nghiên cứu phải nhiệt tình, sáng tạo và dám chấp nhận rủi ro. Những kết quả đạt được nói trên mà tác giả Nguyễn Quốc Dũng cùng cộng sự ở Viện Thủy công là thành công bước đầu, nhưng đã cho thấy công nghệ Jet-grouting là một công nghệ mới có nhiều triển vọng, và áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng công trình thủy lợi, nhất là để xử lý chống thấm, sửa chữa nền công trình.
Theo Nhân dân